浙江省强基联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试题【含解析】

浙江省强基联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试题
一、单选题（本大题共13小题）
1．下列物理量的分组中，有两个标量一个矢量的是（　　）
A．速度、加速度、力 B．线速度、电场强度、功
C．电场强度、电流、电势 D．时间、质量、电势
2．如图所示，大人和小孩拔河，大人保持静止却能轻松把小孩拉过来，不计绳子的质量，下列说法中正确的是（　　）
A．大人的重力和地面对大人的支持力是一对相互作用力
B．当小孩被匀速向左拉时，大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力
C．当小孩被加速向左拉时，绳子对小孩的拉力大于小孩对绳子的拉力
D．小孩被拉动前后，惯性不变
3．如图是某次网球的飞行轨迹，图中A、B为轨迹上等高的两点，P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，方向与运动方向相反，则该网球（　　）
A．在空中的运动为匀变速曲线运动
B．经过P点的加速度大于重力加速度
C．经过A、B两点的速度大小相等
D．在AP段的飞行时间等于在PB段的飞行时间
4．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波。根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波（　　）

A．微波 B．红外线 C．紫外线 D．X射线
5．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出可见光
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力
D．给放射性元素加热，其半衰期会变短
6．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取。由图中数据可得（ ）
A．物体质量为2kg，受到的阻力为4N B．时，物体的速率为
C．时，物体的动能 D．从地面至，物体的动能减少80J
7．如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（　　）
A．两极板间的电压不变，极板上的电量变大
B．两极板间的电压不变，极板上的电量变小
C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
8．2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　）
A．离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度
B．在捕获轨道运行的周期大于24小时
C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D．经过A点的加速度比经过B点时大
9．如图所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面分为AB、BC两段，且，小物块P（可视为质点）与AB、BC两段斜面之间的动摩擦因数分别为，已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么间应满足的关系是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a的电动势较小
B．电源b的内阻较大
C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
11．如图甲所示，波源S发出一列水平向右传播的简谐横波先后经过P、Q两点，图乙为波源S的振动图像。已知S到P、Q两点的距离分别为。已知波在该介质中传播的速度为8m/s，则在时，P、Q两点间的波形图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　）
A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮
B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮
C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗
D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗
13．如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射，则对于AC边可能的折射情况为（　　）
A．若角B大于45°，则可能会在AC边发生全反射
B．若仅增加入射角θ的大小，则光线有可能在AC边发生全反射
C．若仅将黄光束改为紫光入射，则紫光可能在AC边发生全反射
D．若棱镜的折射率为、、AB边长为L，则光在棱镜中传播的时间为
二、多选题（本大题共2小题）
14．在一辆足够长的小车上，有一质量为0.1kg的小圆环A穿在光滑、足够长的水平直杆上。用长为的细线拴着质量为0.2kg的小球B，B悬挂在A下方并处于静止状态。刚开始小车处于静止状态，小圆环获得沿杆向左的冲量为0.6N·s，此后A、B开始运动。经足够长时间后，使A、B静止并固定圆环A，同时使小车以加速度、方向沿水平向右做匀变速直线运动，g取，下列说法正确的是（ ）
A．当小车静止时，小球B做圆周运动
B．当小车静止时，小球B上升的最大高度为0.45m
C．当小车静止时，小球B上升到最高点时，圆环A的速度为
D．小车加速后，当小球B受到垂直纸面方向微扰时，小球摆动的周期约为2s
15．光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。如图为氢原子的能级图。
次 入射光子的能量/eV 相对光强 饱和光电流大小/mA 逸出光电子的最大初动能/eV
1 4.0 弱 29 0.8
2 4.0 中 43 0.8
3 6.5 弱 29 3.3
由表中数据得出的以下论断中正确的是（ ）
A．1、2次实验采用了不同频率的入射光
B．1、3次实验光电管中的金属板材质不同
C．第1次实验和第3次实验逸出的光电子一样多
D．用第3次实验逸出的光电子轰击处于能级氢原子，氢原子可能向更高能级跃迁
三、实验题（本大题共2小题）
16．某同学利用单摆测本地重力加速度，实验装置如图（a）所示，轻质细线上端悬挂在铁架台上，下端挂有强磁小球，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：
（1）用毫米刻度尺测出细线长度。
（2）如图（b）所示，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径 cm。
（3）使单摆做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期。
（4）某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图（c）所示，从图中可以算出单摆的周期 （用“”表示）。
（5）改变摆长，重复实验步骤（3）得到多组数据并画出图像，如图（d）所示，由图像可得当地重力加速度 （保留三位有效数字）。
（6）（多选）以下哪些原因会导致本实验产生误差( )
A．空气阻力的影响 B．磁传感器的影响
C．每次实验单摆振幅不同 D．实验过程中更换不同质量的磁性球进行实验
17．为了测量阻值范围在200~500Ω之间的电阻的阻值，实验室提供两组器材，甲组和乙组同学设计了两个实验：
(1)甲组根据实验目的和提供的如下实验器材设计出图甲实验电路：
A．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）
B．毫安表（量程0~3mA，内阻约100Ω）
C．直流电源（电动势，内阻不计）
D．三个开关，足量导线
甲组操作步骤如下：①按电路图连好电路，闭合开关，记下毫安表的读数。
②断开，闭合开关，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数．
假设该组同学的设计合理，则待测电阻 。经过仔细分析，该设计存在不合理的地方，不合理的地方是 。
(2)乙组根据实验目的和提供的如下实验器材设计出图乙实验电路：
A．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）
B．理想电压表（量程0~2V）
C．直流电源（电动势，，内阻r＝100Ω）
D．三个开关，足量导线
乙组操作步骤如下：①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合；
②将接到b端，调节R，使电压表达到满偏，记下此时电阻箱的示数；
③保持R的阻值不变，将接到a端，调整电压表的接线柱，此时电压表满偏，则根据乙组同学的设计方案， （具体数值）。
四、解答题（本大题共4小题）
18．如图所示，由两个不同横截面积的薄壁导热圆筒连接成的汽缸水平放置，汽缸内一根长度为的刚性轻质细杆连接的两个活塞间封闭着一定质量的理想气体，活塞A的左边和活塞B的右边是温度恒定为280K，压强始终保持为的大气，已知活塞A、B的面积分别为和，活塞与汽缸间密闭性良好、不漏气，不计汽缸与活塞间的摩擦，当活塞处于如图位置平衡时汽缸内气体的温度为。求：
(1)此时汽缸内理想气体的压强多大？
(2)若活塞B固定，将汽缸内气体温度降至480K，汽缸内气体的内能 ，单位时间内的撞击汽缸壁的气体分子数 ；（两空均填“增加”“减少”或“不变”）
(3)若活塞B不固定，缓慢降低汽缸内气体的温度时活塞A、B将向哪边移动，当温度降至时，活塞A、B移动的距离多大？
19．某物理兴趣小组开展赛车轨道设计大赛，设计了如图（a）所示的轨道模型，将一质量为的小车（可看成质点）放置在轨道上，始终受到平行于斜面、大小为8N的力F的作用。轨道OA可绕轴O在竖直平面内转动，同学们发现改变轨道倾角，小车会产生不同的加速度a，已知小车与轨道间的动摩擦因数为，假定小车与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（g取）
(1)改变轨道倾角，发现小车加速度a与斜面倾角的关系如图（b）图线所示．求图线与纵坐标交点的大小；
(2)当倾角为时，小车在力F的作用下由O点从静止开始运动，2s后撤去F，求斜面足够长时，小车沿斜面向上运动的最大距离；
(3)轨道A点有一锁定装置，若小车运动到A点时，触发锁定装置，小车停在A点，．保持不变，小车位于轨道底部，给小车一初速度，求轨道倾角范围内，小车在轨道上运动全过程所受到的摩擦力所做的功。（临界角度列函数关系式即可）
20．如图所示，无限长的“U”形金属导轨ABCD和足够长的金属导轨EF、GH水平平行放置，AB、EF、GH、CD之间的距离均为，AB和EF区域、GH和CD区域均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为，EF和GH区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为，GH和CD左端连有带开关S的电容器，其电容为（电容器一开始不带电）。现有三根金属棒1、2、3如图所示垂直导轨放置，三根金属棒长度均为L，其中金属棒1、3质量均为，电阻均为。金属棒2质量为2m，电阻为2R。时刻金属棒1、3静止，开关S断开，给金属棒2水平向右、大小为的速度，忽略所有的阻力和所有导轨的电阻。求：
(1)时刻通过金属棒2的电流I的大小；
(2)开关S处于断开状态下，金属棒1、2、3达到稳定运行时，金属棒2的速度大小；
(3)开关S处于断开状态下，从时刻到第（2）问所指状态的过程中，金属棒1产生的焦耳热；
(4)当到达第（2）问所指的状态时，撤去金属棒3，同时闭合开关S，在以后的运动中，当金属棒1、2达到稳定运行时，电容器带的电量大小Q。
21．如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标为，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场；在直线的上方和直线的左侧区域内，有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在直线的上方和直线的右侧区域内，分布着垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小，在该区域内与x轴夹角为的直线上有一不计厚度的收集板，粒子打到收集板后将被收集。一质量为m、电荷量为的粒子以速度v从O点沿x轴正方向垂直于磁场方向射入，粒子从点正上方的A点射出磁场，不计粒子重力，求：
(1)求磁感应强度的大小；
(2)沿x轴正方向射入的粒子，从进入圆形磁场区域到第二次离开圆形磁场区域所用的时间t；
(3)若大量粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限，粒子沿x轴正方向夹角角度范围内各个方向都有粒子射出，求收集板至少要多长才能将所有粒子收集。
参考答案
1．【答案】C
【详解】A．速度、加速度、力都是矢量，故A错误；
B．线速度、电场强度是矢量，功是标量，故B错误；
C．电场强度是矢量，电流、电势是标量，故C正确；
D．时间、质量、电势都是标量，故D错误。
矢量既有大小又有方向，遵循平行四边形或三角形定则，标量只有大小，没有方向，遵循代数运算规则。
故选C。
2．【答案】D
【详解】A．大人的重力和地面对大人的支持力作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；
B．由于绳子质量不计，绳子受力平衡，大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力是一对平衡力，两者大小相等，方向相反，故B错误；
C．无论小孩处于何种运动状态，绳子对小孩的拉力与小孩对绳子的拉力，是一对相互作用力，两者大小相等，方向相反，故C错误；
D．惯性是物体自身具有的属性，只与质量有关，与物体的运动状态无关，故D正确。
故选D。
3．【答案】B
【详解】AC．网球在运动过程中受到自身重力和空气阻力作用，其合力是变化的，做变加速曲线运动，且空气阻力做负功，网球的机械能减小，由于A、B为同一轨迹上等高的两点，则网球在A点的速度大于在B点的速度，故AC错误；
B．网球经过P点时合力为重力与空气阻力的合力，加速度大于重力加速度，故B正确；
D．由于存在空气阻力与运动方向相反，AP段网球处于上升阶段，可知网球竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段网球处于下降阶段，网球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，由可知AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故D错误。
故选B。
4．【答案】C
【详解】根据波长与频率之间的关系
可得
根据电磁波谱可知，电焊弧光辐射出的是紫外线。
故选C。
5．【答案】A
【详解】A．核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故A正确；
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时，能量减少，会放出光子，但不一定是可见光，故B错误；
C．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误；
D．放射性元素的半衰期是由原子核决定的，温度、压强以及是否与其他元素化合都不能改变原子核，因此采用物理或化学方法不能改变半衰期，故D错误。
故选A。
6．【答案】B
【详解】A．图像的斜率为重力，即
解得
图像的斜率为平均阻力，可得
故A错误；
B．时
故
解得
故B正确；
C．时
故C错误；
D．时
时
故
故D错误。
故选B。
7．【答案】D
【详解】因为已经和电源断开，所以电量不变；根据
如果观察到电压升高，也就是静电计指针偏角变小，就能作出平行板电容器电容变小的结论。ABC错误；D正确。
故选D。
8．【答案】B
【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误；
B．由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；
C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误；
D．根据万有引力提供向心力知，解得，则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；选B。
9．【答案】B
【详解】从A点释放，恰好能滑动到点，物块受重力、支持力、滑动摩擦力。设斜面长为，运用动能定理，列出等式
解得
故选B。
10．【答案】C
【详解】AB．由闭合电路欧姆定律
可知，图像与轴的交点表示电动势，则电源的电动势较大，图像的斜率表示内阻，则电源的内阻较小，AB错误；
CD．当电阻与电源组成闭合电路时，电阻的图线与电源的图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率
由图看出，接到电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，由图知接到电源上时电流大，则电阻的发热功率较大，电源的效率为
由b电源的内阻较小，电源的效率较高，故C正确，D错误。
故选C。
11．【答案】D
【详解】该列波的周期为，所以波长为
波传到两点所需要的时间
时已振动时间为
由题图乙可知质点起振方向向上，所以此时点处于波峰，又两点间距离为1.2m，可知
即需要满足P点处于波峰，且P、Q间有一个完整的波形加半个波长的波形，故ABC错误。
故选D。
12．【答案】A
【详解】副线圈的总电阻为
解得
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有
，先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据
，
由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过L2的电流为
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中 增大；在副线圈的电压减小过程中，通过R0的电流为
逐渐增大，则越来越小，则
则先变暗后变亮，一直变亮；
故选A。
13．【答案】D
【详解】A．根据对称性可知，当∠B变大，则最终出射角变小，因此不会发生全反射，故A错误；
BC．根据对称性和平行玻璃砖模型可知，光只要能进就能出，因此不会发生全反射，故BC错误；
D．根据折射定律可得
解得折射角
如图所示
根据对称性和几何关系可得，光在棱镜中传播的距离为
光在棱镜中传播的时间为
故D正确。
故选D。
14．【答案】CD
【详解】A．由题意可知，小球B相对于圆环A做圆周运动，因圆环不固定，系统在水平方向动量守恒，可知圆环在水平方向做变加速运动，则以地面为参考系时，小球B不做圆周运动，故A错误；
BC．对小圆环A，由动量定理
可得
当小圆环A与小球B速度相同时，小球B上升的高度最大，根据水平方向动量守恒和机械能守恒有
，
解得
，
故B错误，C正确；
D．小球在垂直纸面内受到微扰，可以将此过程看为单摆，根据单摆周期公式可以计算出其周期
D正确。
故选CD。
15．【答案】CD
【详解】A．入射光子的能量相同，根据，可知1，2次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；
B．根据，可知次实验逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；
C．次实验饱和光电流相同，因此逸出的光电子数相同，故C正确；
D．第3次实验逸出的光电子最大初动能为3.3eV，大于氢原子2、3之间的能级差，若用第3次实验逸出的光电子轰击一群处于能级氢原子，氢原子可能会向高能级跃迁，故D正确。
故选CD。
16．【答案】 1.85 9.86 AB
【详解】[1]由图示游标卡尺可知，该游标卡尺精度为0.1mm，故小球的直径
[2]题意可知，磁性小球每经过一次最低点磁感应强度就有最大值，结合图（c）可以判断出单摆振动周期
[3]根据单摆周期
整理得
结合图像可知，图线斜率为
解得
[4]小球振动过程中受空气阻力的影响、磁传感器的影响可能会使本实验产生误差，而球的质量大小、单摆振幅大小不会影响单摆周期，所以对实验无影响。
故选AB。
17．【答案】(1) 当闭合开关后，电路中电流大于毫安表的量程，毫安表将烧毁
(2)
【详解】（1）根据甲组同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻
甲电路中，开关接通后，电流表的读数最小为
已超过了毫安表的量程，毫安表将烧毁。
（2）由电路结构可知，与两端的电压之比为，可知电阻之比为，即
将接，电压表满偏时，则
解得
18．【答案】(1)
(2) 减少 减少
(3)向右10cm
【详解】（1）设被封闭的理想气体压强为，轻细杆对A和对B的弹力为，对活塞A，有
对活塞B，有
联立解得
（2）[1][2]封闭气体的温度降低，则分子内能减少；体积不变的情况下，气体温度降低，气体平均速率也降低，缸内气体分子在单位时间内碰撞容器壁单位面积上的次数减小。
（3）当汽缸内气体的温度缓慢下降时，活塞处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，体积减小，所以活塞A和B一起向右移动，设活塞A和B一起向右移动的距离为，对理想气体有
由盖-吕萨克定律得
解得
表明活塞未运动到两筒的连接处，故活塞A和B一起向右移动了10cm。
19．【答案】(1)
(2)0.84m
(3)见解析
【详解】（1）当轨道水平放置时，小车的加速度为此时滑动摩擦力
由牛顿第二定律
求得
（2）设力作用时小车的加速度为，由牛顿第二定律得
撤去力后小车的加速度大小为，由牛顿第二定律
由题意有
（3）根据范围，对摩擦力分类讨论，试算小车恰好运动到A点的临界值
①当时，小车将运动到A点
②当时，小车减速至0后反向加速，
20．【答案】(1)1A
(2)
(3)1.25J
(4)0.54C
【详解】（1）时刻满足
解得
（2）稳定运行时，棒1、3的速度设为
对棒2使用动量定理
对棒1使用动量定理
联立解得
（3）根据能量守恒
金属棒1产生的焦耳热
解得
（4）稳定运行时，棒1的速度设为，棒2的速度设为，对棒1使用动量定理
对棒2使用动量定理
对于整个回路
解得
21．【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，根据牛顿第二定律，有
粒子自A点射出，由几何知识，有
解得
（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子从磁场中的点射出，因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等，故粒子由到所对应的圆心角为，粒子在电场中做匀变速运动，在电场中运动的时间
粒子由A点第2次进入磁场，由点射出，同理可得
则
粒子先后在磁场中运动的总时间
解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间
（3）由题（2）得，粒子到达点速度方向与进入磁场时相同
由几何关系及弦长公式得角入射的粒子达到的位置
角入射的粒子达到的位置
收集板至少长度
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